Maischeverarbeitung und - bevorratung

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1 Maischeverarbeitung und - bevorratung Prof. Dr. Monika Christmann Fachgebiet Kellerwirtschaft Forschungsanstalt Geisenheim

2 Maischeverarbeitung und -bevorratung Arbeitswirtschaftliche Ziele Maximale Saftausbeute bei möglichst kurzer Pressdauer Maischebevorratung und Vorentsaftung zur Verbesserung der Presskapazität Ungewollte Standzeit durch Vollernterlese und geringer Presskapazität Qualitative Ziele Gewinnen der in Beerenhaut lokalisierten Aromastoffe Säuremanagement Erhöhte Saftausbeute durch enzymatische Zerkleinerung der saftbindenen Pektinbruchstücke bei bestimmten Rebsorten Konsequenz Alle in der Beerenhaut lokalisierten Inhaltsstoffe (Aromastoffe, Phenole, Kalium) werden extrahiert Mechanische Belastung zur Gewinnung der Maische

3 Maischestandzeit Aromastoffe potenzial Abhängig von Rebsorte, weinbaulichen Maßnahmen, Reife- u. Fäulnisgrad In überreifen und faulen Beeren bereits Extraktionsvorgang in Weinberg Qualitätsfördernd bei reifem und gesundem Traubenmaterial Stetiger Anstieg der Aromakomponenten mit Standzeit Phenole Stetiger Anstieg der phenolischen Verbindungen mit Standzeit sehr stark abhängig von Traubenzustand und mechanischer Belastung Sekundäraroma kann bei zu langer Standzeit Primäraroma überlagern Mineralstoffe, ph und Säure Mit längerer Standzeit kommt es zu höheren Mineralstoffgehalten, höhere phwerte und bessere Abpufferung der Säuren. Es kommt auch zu verstärktem Weinsteinausfall

4 Maischestandzeit - 2 Trub und Pektine Enzymatischer Aufschluss führt zu höheren Trubgehalten Auswirkungen in Abhängigkeit der Pressenbeschickung - Mechanische Belastung führt zur Zerkleinerung des Trubes bis zu Kolloidbildung (Pumpen), schlechte Vorklärung - Unter günstigen Bedingungen bei schonende Weiterverarbeitung kann es zur besseren Vorklärleistungen kommen, da Pektingerüst weitestgehend abgebaut ist und seine Schutzkolloidwirkung nicht mehr besitzt. Trubstoffe setzen sich schneller ab. Vergleichbar mit Pektinase-Einsatz zur besseren Vorklärung Durch Zellaufschluss kommt es zu besseren und schnellerem Saftablauf Manche Rebsorten verlangen bei gesundem Material Standzeit aufgrund des hohen Pektingehaltes (Frühroter Veltliner, Silvaner)

5 Einfluss der Traubenverarbeitung auf sensorisch wichtige Inhaltsstoffe Weinsäure Gesamtsäure Pektine Maischestandzeit Normalpressung Ganztraubenpressung Extrakt Kalium PH-Wert Phenol. Substanzen Aromastoffe Gesamtstickstoff Aminosäuren Polysaccharide Trub Off-Flavor

6 Prozentuale Verteilung der gesamten Gycosyl-Glucose in der Traubenbeere der Rebsorten Riesling und Gewürztraminer Kerne 10% Kerne 5% 555 µmol/kg 375 µmol/kg Beerenschalen 34% 118 µmol/kg 663 µmol/kg Fruchtfleisch 47% 217 µmol/kg 1547 µmol/kg Beerenschalen 48% Fruchtfleisch 56% Riesling Quelle: Fischer, U. u.a. (2000) Gewürztraminer

7 Vergleich Gewürztraminer Moste aus den Jahrgängen 1998, , ,5 247 GGµmol/l Gew. ohne St. Gew 16 St. M Gew. 40 St M. Moststadium: Pressung Gewürztr Gewürztr Quelle: Papargiryiou, E. (2003)

8 Vergleich dreier Maischestandzeiten beim Gewürztraminer '98 bitter sauer Körper Apfel 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Grapefruit Pfirsich Ananas Honig Eisbonbon Gew. ohne M. Gew. 16 h M. frisches Gras Rose Gew. 40 h M. Quelle: Papargiryiou, E. (2003)

9 Vergleich Riesling Moste aus den Jahrgängen 1998, 1999 GG µmol/l Riesling ohne M. Riesling 16 St. M. Riesling 40 St. M. Moststadium: Pressung Riesling 1998 Riesling 1999 Quelle: Papargiryiou, E. (2003)

10 Vergleich dreier Maischestandzeiten, Riesling '98 grüner Paprika frisches Gras Rose Honig Apfel 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Zitrone Grapefruit Pfirsich Aprikose blumig(linalool) Eisbonbon Ananas Himbeere Erdbeere Riesling ohne M Riesling 16 St. M Riesling 40 St. M Quelle: Papargiryiou, E. (2003)

11 35 8,8 freie Terpene [mg/l] flavonoide Phenole [mg/l] ,6 8,4 8,2 8,0 7,8 7,6 7,4 titr. Gesamtsäure [g/l] 0 0 Stunden 5 Stunden 10 Stunden 7,2 freie Terpene (mg/l) flavonoide Phenole (mg/l) Gesamtsäure (g/l) nach Schneider, V., 1994, S. 24

12 Einfluss der Traubenverarbeitung auf die Säurestruktur in einem 1997er Muskateller Wein Parameter Kontrolle Ganztrauben Maische 12 h Maische 24 h ph-wert 3,4 3,2 3,4 3,6 titrierbare Säure [g/l] 5,6 6,6 5,1 4,7 Weinsäure [g/l] 3,0 4,6 2,2 2,3 Äpfelsäure [g/l] 4,8 3,9 4,6 5,7 Kalium [mg/l] Quelle: Nida, E. von u. U. Fischer, 1999, S. 33

13 Einfluss der Maischestandzeit auf das Aromapotential (Glykosyl-Glucose- Werte) bei einem 1998er Rheingauer Gewürztraminer Glykosyl-Glucose [µmol/l] Vorlauf P 1 P 2 Gesamt 0 0 Stunden 16 Stunden 40 Stunden Gewürztraminer Christmann, M. u. E. Papargiriou, 2000, S. 26

14 Mostablaufmengen und Trubgehalte der Preßfraktionen bei Riesling (1993, Fäulnis 50 %) Mostmenge (%) Ganztraube Konventionell Mostmenge (%) V 10,4 9,0 G 40,0 51,6 V P1 49,0 10,0 P2 10,0 23,4 P1 P2 40,6 5,0 P1 8,0 25,0 P2 G 100,0 8,0 V 32,0 100,0 G Sedimentationstrub nach 18 Stunden [% vol.] Seckler, 1997

15 Sedimentationstrubgehalte in Abhängigkeit von der Traubenverarbeitung und dem Zustand des Lesegutes 35 32,0 30 Sedimentationstrub [% vol.] ,7 13,5 6,1 19,5 8, er Riesling < 5% Fäulnis 1992er Riesling ca. 20% Fäulnis 1993er Riesling ca. 50% Fäulnis Ganztraube Konventionell Seckler, 1997

16 Mostablauf und Gesamtphenolgehalt der Preßfraktionen bei Silvaner (1992) Mostmenge (%) Ganztraube Konventionell Mostmenge (%) V 9,5 237 G ,5 V P1 37,0 312 P ,5 P1 P2 53,5 357 P ,0 P2 G 100,0 317 V ,0 G Gesamtphenolgehalt [mg/l] Ganztraube Konventionell Seckler, 1997

17 Aufschüttmenge in Kilogramm bei Ganztrauben- und konventioneller Traubenverarbeitung bei einem Korbinhalt von 1800 l Aufschüttungsgewicht [kg] Spätburgunder Müller-Thurgau Silvaner Riesling Riesling Riesling Ganztraube Konventionell Seckler, 1997

18 Bentonitbedarf in Abhängigkeit der Traubenverarbeitung bei verschiedenen Rebsorten (1993) 500 Bentonitbedarf [g/hl] Spätburgunder Riesling Sortengemisch Riesling 260* 338* 233* 344* 162* 203* 334* 318* * Gesamtphenole [mg/l] Ganztraube Konventionell Seckler, 1997

19 Filtrierbarkeit von Weinen aus Ganztrauben- und konventioneller Verarbeitung (1993) Filtrationsdauer für 180 ml Wein bei 2 bar über 0,6 µm mit Filterfläche 20,3 cm 2 Filtrationsdauer t [sec] Spätburgunder Riesling Riesling Riesling Ganztraube Konventionell Seckler, 1997

20 Analysenparameter verschiedener Rebsorten und Jahrgänge in Abhängigkeit der Traubenverarbeitung Tab. 12: ph-wert, Gesamtsäuregehalte, Weinsäuregehalte, Kalium - und Calciumgehalte bei Most und Wein bei verschiedenen Jahrgängen und Rebsorten in Abhängigkeit der Traubenverarbeitung Rebsorte, Jahrgang Müller-Thurgau, 1992 Konventionell Ganztraube Art der Traubenverarbeitung ph- Wert 3,2 3,2 Gesamtsäure [g/l] 7,2 7,1 Most Weinsäure [g/l] 5,9 6,5 Kalium [mg/l] Calcium [mg/l] ph- Wert 3,3 3,2 Gesamtsäure [g/l] 7,1 7,1 Wein Weinsäure [g/l] 2,8 2,9 Kalium [mg/l] Calcium [mg/l] Silvaner, 1992 Konventionell Ganztraube 3,4 3,3 6,4 7,9 6,1 6, ,4 3,3 7,4 7,7 2,5 2, Spätburgunder, 1992 Konventionell Ganztraube 3,3 3,3 11,9 12,4 4,7 6, ,5 3,4 10,4 10,5 1,9 2, Spätburgunder, 1993 Konventionell Ganztraube 3,3 3,3 11,2 11,1 5,4 6, ,3 3,3 9,6 9,4 2,5 2, Riesling, 1993 Konventionell Ganztraube 3,3 3,2 10,6 11,1 5,9 5, ,1 3,1 10,3 9,4 4,1 4, Riesling, 1992 Konventionell Ganztraube 3,2 3,2 7,5 7,9 7,3 7, ,1 3,1 8,0 8,5 4,2 4, Riesling, 1992 Konventionell Ganztraube 3,1 3,0 9,8 10,1 7,1 7, ,1 3,0 9,5 9,8 3,7 4, Seckler, 1997

21 Zuckerfreier Extrakt in Abhängigkeit der Traubenverarbeitung 35 n = 28* Zuckerfreier Extrakt [g/l] ,36 22, Ganztraube Konventionell Seckler, 1997 *Ergebnisse der Jahre 1992, 1993 und 1994 bei verschiedenen Rebsorten

22 Traubenmühle Ziel des Mahlens ist das Aufbrechen der Beerenhaut ohne Stielgerüst zu verletzten. Aufschluss der Beerenhaut und Gewinnung der dort lokalisierten Inhaltsstoffe Höhere Presskapazität Zylinderwalze, geriffelt Kegelwalzen Sternwalzen Troost, 1988, S. S. 56

23 Ziel des Entrappungsvorgangs Ziel der Entrappung ist das Abschlagen der Beeren vom Stielgerüst mit anschließendem Abtrennen, um 1. das Auslagen phenolischer Substanzen aus den unverholzten, unreifen, grünen Rappen insbesondere bei Maischebevorratung zu verhindern 2. das Abtrennen weiterer Fremdteile wie Laub und Stiele z.b. bei Maschinenlese zu ermöglichen 3. eine Maischeförderung durch Pumpen zu ermöglichen 4. eine höhere Presskapazität zu erreichen Oftmals ist dem Abbeeren ein anquetschen der Beeren nachgelagert.

24 Entrapper - Abbeermaschine 1 Antriebsmotor 2 Antrieb Schlagwelle 3 Antrieb Zerteilerwelle und Schlagwerk 4 Antrieb Quetschwalzen 5 Zerteilerwelle (Brückenbildung) 6 Transportschnecke 7 Stachelwalze 8 Quetschwalzen 9 Abbeerzylinder 10 Auslauf und Spritzbleche Troost, 1988, S. S. 57

25 Versuchsaufbau des Vergleiches Entrappen und Mahlen mit und ohne Standzeit Handlese Mahlen Entrappen + Mahlen direkt Maischestandzeit 18 Stunden direkt Maischestandzeit 18 Stunden Mahlen, direkt Mahlen, Standzeit Entrappen + Mahlen direkt Entrappen + Mahlen Standzeit Seckler, 2004

26 Einfluss der Traubenverarbeitung auf den Anteil an Rappen, Blätter und Blattstielen im Pressgut sowie auf den Trub- und Phenolgehalt im Most Riesling 2003, Trennkraft: Beeren / Butzen 1,9 N Variante Handlese entrappt Amos A 15 Maschinenlese Braud VL mit abgeschaltetem Entrapper Maschinenlese Braud VL mit zugeschaltetem Entrapper Trubgehalt [% vol.] Trubgehalt [% gew.] Gesamtphenolgehalt [mg/l] Rappen, Blätter, Blattstiele [% gew.] 14 3, ,81 4 0, , , ,95 Seckler, 2004

27 Trubgehalte und Anteil des freier Ablauf Vorlaufanteil eines 2002er Rieslings in Abhängigkeit des Entrappungsvorganges 12% vol. freier Ablauf: 11% vol. Sedimentationstrub 10% vol. Mahlen direkt: 19,3 % gew. Mahlen Standzeit: 28,8 % gew. Entrappen direkt: 18,1 % gew. Entrappen Standzeit: 25,2 % gew. Schleudertrub 9% vol. 8% vol. Sedimentationstrub 6% vol. 4% vol. 6% vol. 4% vol. 3,5% gew. 4,1% gew. 4 % gew. 2% vol. 2,3% gew. 1,6% gew. 2 % gew. Schleudertrub 0% vol. direkt Standzeit direkt Standzeit 0 % gew. Mahlen Entrappen + Mahlen Seckler, 2004

28 Säureparameter eines 2002er Rieslingmostes in Abhängigkeit des Entrappungsvorganges 10,0 9,0 9,4 g/l 9,4 g/l 8,7 g/l 8,6 g/l 8,0 Mostsäuregehalt [g/l] 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 6,8 g/l 6,5 g/l 6,0 g/l 3,0 3,1 3,0 3,1 5,9 g/l 2,0 1,0 0,0 direkt Standzeit direkt Standzeit Mahlen Entrappen + Mahlen ph Weinsäure Gesamtsäure Seckler, 2004

29 Problemfeld mechanische Belastung Qualität des Mahl- bzw. Entrappungsvorgangs ist abhängig von: Rebsorte, Reife- und Fäulnisgrad Kontinuierliche Beschickung der Maschinen Mechansiche Beeinträchtigungen bei der Beschickung (direkt über Traubenwagen, mittels Förderband, Schnecke oder Pumpe) Maschinenqualität Maschineneinstellungen (Welle, Korb, Zuführung, Abführung) Mechanische Beeinträchtigungen beim Transport in Bevorratungsbehälter bzw. auf die Presse (Pumpe, Förderband, Schnecke, freier Fall...)

30 Einflussgrößen der Entrappung Sortenbedingte Unterschiede Wellendrehzahl ( U/min; fest o. variabel) Korbdrehzahl (40-70 U/min o. variabel) Drehzahlverhältnisverhältnis (konstant bei 6 bis 10 : 1; variabel) Verschiedene Korb- und Wellenausführungen Drehrichtung Welle / Korb (Gleichlauf / Gegenlauf) Beschickung des Entrappers Seckler, 2004

31 Parameter zur Beurteilung des Entrappungsvorganges Zupfwerte in Verbindung mit Most- und Beerengewicht bei Riesling 9. September 2003 Beere Zupfkraft [N] Mostgewicht [ Oe] Beerengewicht [g] 1 3, ,73 2 2, ,79 3 2, ,79 4 0, ,77 5 2, ,61 & 2,287 Seckler, 2004

32 Parameter zur Beurteilung des Entrappungsvorganges Rebsorte Trennkraft Beere/Butzen (N) Standardabweichung g Stiele/ kg Maische g Beeren/ kg Rappen Sauvignon 1,6 0,29 1,8 14,7 blanc Grauer 2,0 0,57 2,4 36,2 Burgunder Gewürztraminer 1,6 0,53 6,7 68,1 Regent 2,9 0,42 10,1 47,7 Lemberger 2,3 0,40 10,1 5,2 Weißburgunder 2,2 0,61 13,2 9,5 Spätburgunder 1,7 0,95 1,9 3,1 Seckler, 2004

33 Parameter zur Beurteilung des Entrappungsvorganges Jahrgang 2003 Rebsorte Trennkraft Beere / Butzen (N) Standardabweichung g Stiele pro kg Maische % [gew.] Regent* 2,7 0,52 1,51 Riesling* 2,3 0,40 1,77 Riesling* 2,4 0,36 1,49 Chardonnay 2,5 0,45 0,26 Spätburgunder 2,3 0,55 0,29 Müller-Thurgau 1,7 0,53 0,26 Sauvignon Blanc 1,4 0,48 0,56 St. Laurent 1,6 0,42 0,21 Lemberger 2,1 0,39 0,31 Amos A15, Rundfingerwelle n = 429 U/min., Gitterkorb n = 63 U/min * sehr viele kleine Stielansätze an der Beere Seckler, 2004

34 Entrapper Abbeermaschine 2 Seckler, 2004

35 Parameter zur Beurteilung des Entrappungsvorganges Abbeermaschine: Rauch-Zwickler A 20 Welle: n = 360 U/min, Korb: n = 36 U/min Rebsorte: Riesling Art der Welle Art des Korbes Rappen in der Maische [% gew] g Beeren pro kg Rappen Rundfingerwelle Gitterkorb* 4,21 44 Flachfingerwelle Gitterkorb* 0,66 7 Flachfingerwelle Lochkorb** 4,65 49 * Maschenweite: 22 x 20 mm ** Durchmesser: 23 mm Seckler, 2004

36 Parameter zur Beurteilung des Entrappungsvorganges Abbeermaschine: Rauch-Zickler A 12, Rundfingerwelle, Gitterkorb Rebsorte: Riesling, Trennkraft: Beere / Butzen 2,3 N, Standardabweichung 0,57 Rundfingerwelle Gitterkorb g Stiele / g Beeren / Seihmost Schleudertrub n = U/min. n = U/min. kg Maische kg Rappen [ % gew.] [ % gew.] ,4 103,3 21,3 3, ,4 16,3 4, ,3 15,8 4,4 Seckler, 2004

37 Parameter zur Beurteilung des Entrappungsvorganges Abbeermaschine: Rauch-Zickler A 20, Rundfingerwelle, Gitterkorb Rebsorte: Riesling, Trennkraft: Beere / Butzen 2,9 N, Standardabweichung 0,81 Rundfingerwelle n = U/min. Gitterkorb n = U/min. g Stiele / kg Maische g Beeren / kg Rappen 314 * 50 2,2 181,2 320 * 32 31,2 152,3 390 * 39 41,6 36,9 390 ** 39 68,7 16,1 * = Leistung ca. 20 to/h ** = Leistung ca. 6 to /h Seckler, 2004

38 Abbeerband der Firma Scharfenberger - Euroselect Seckler, 2004

39 Abbeerband der Firma Scharfenberger - Euroselect Abbeermaschine AMOS A 15 - n=429 U/min, Gitterkorb n=63 U/min Scharfenberger Euroselect Rebsorte: 2003er Variante Bandvorschub [m/min] Welle 1 [1/min] Welle2 [1/min] Welle 3 [1/min] Welle 4 [1/min] Leistung [to/h] Rappen in Maische [% gew.] AMOS ,16 Rebel 1 13, ,3 2,64 Rebel 2 13, ,6 1,07 Rebel 3 13, ,0 1,44 Rebel 4 11, ,8 2,53 Rebel 5 * 11, ,8 1,52 *erhöhter Abstand zwischen Abbeerfinger und Gliederband Seckler, 2004

40 Entrapper - Abbeermaschine Starke Reifeunterschiede innerhalb einer Traube sorgen für ein breites Spektrum der Mostgewichte der einzelnen Beeren. Auch die Trennkräfte der Einzelbeeren schwanken sehr stark. Dabei kann aber kein direkter Zusammenhang zwischen Mostgewicht und Trennkraft festgestellt werden. Das Niveau der Trennkraft hängt stark von der Rebsorte, aber auch vom Reifegrad ab. Riesling, Regent und Lemberger konnten als Sorten mit hohen Trennkräften identifiziert werden. Sauvignon Blanc und St. Laurent liegen auf einem niederen Niveau. Alle anderen untersuchten Sorten liegen im mittleren Bereich. Die Optimierung der Maschinenparameter ist eine komplexe Angelegenheit. Durch die Anpassung der Wellen- und der Korbdrehzahl, der Beschickungsmenge und der Wahl des Korbes und der Welle an das Lesegut kann die Arbeitsqualität optimiert werden. Eine alleinige Veränderung der Drehzahlen reicht oft nicht aus. Drautz, Seckler, 2002

41 Entrapper - Abbeermaschine Die Drehzahl der Welle ist, neben deren Bauart, ausschlaggebend für die Abtrennung der Beeren. Um eine ausreichende Abtrennung zu erreichen, muss eine Mindestdrehzahl eingehalten werden. Diese orientiert sich am Lesegut. Zu hohe Drehzahlen führen zu Rappenbruch und somit zu einem höheren Rappenanteil in der Maische. Für das Sortieren des Rappen-Beeren-Gemisches ist der Korb entscheidend. Lochkörbe mit runden Löchern scheinen für Beeren und Rappen leichter passierbar zu sein als Gitterkörbe. Die Rebsorte Riesling erweist sich bezüglich der Entrappung als schwierig. Dafür sind zwei Gründe zu nennen. Zum einen liegen die Trennkräfte auf einem hohen Niveau, zum anderen sind die Stielgerüste relativ brüchig. Der Bruchstückanteil steigt bei höherer Drehzahl schnell an. Drautz, Seckler, 2002

42 Entrapper - Abbeermaschine Die Regulierung der Beschickung ist eine effektive Steuerungsgröße für die Arbeitsqualität. Bis zu einem gewissen Punkt lässt sich die Arbeitsqualität durch eine Reduzierung der Beschickung verbessern. Neben dem Einfluss auf die Arbeitsqualität darf man aber die Verarbeitungskapazität nicht außer Acht lassen. Die Anlage muss entsprechend der zu verarbeitenden Menge dimensioniert sein und auch bei reduzierter Beschickung eine ausreichende Stundenleistung erbringen. Dies ist beim Kauf eines Entrappers zu beachten. Drautz, Seckler, 2002

43 Entrapper - Abbeermaschine Die Regulierung der Beschickung ist eine effektive Steuerungsgröße für die Arbeitsqualität. Bis zu einem gewissen Punkt lässt sich die Arbeitsqualität durch eine Reduzierung der Beschickung verbessern. Neben dem Einfluss auf die Arbeitsqualität darf man aber die Verarbeitungskapazität nicht außer Acht lassen. Die Anlage muss entsprechend der zu verarbeitenden Menge dimensioniert sein und auch bei reduzierter Beschickung eine ausreichende Stundenleistung erbringen. Dies ist beim Kauf eines Entrappers zu beachten.